研究人员设计出将氢气提纯效率提高10倍的新型分离膜

西班牙国家研究委员会（CSIC）下属的马德里材料科学研究所（ICMM-CSIC）领导的一项研究，设计并开发了一种新型气体分离膜。与用于氢气提纯的其他商业膜相比，其性能提高了近10倍。这一研发成果已发表在膜领域的顶级期刊《膜科学杂志》（Journal of Membrane Science）上。

随着氢气在能源和环境转型中发挥着关键作用，工业界对纯氢的需求正在不断上升。在此背景下，最有前景的空气净化和气体分离方法是基于膜技术的，因为它们“能耗低、操作简便，并且能够连续运行，”ICMM-CSIC研究员兼该研究负责人 Eva Maya 解释道。

该研究团队（绝大多数由女性科学家组成）通过添加多孔组件，改进了基于聚砜（一种热塑性塑料）的商业膜：“我们利用这些孔隙及其间隙来区分气体分子，让较小的分子通过，”这位研究人员继续说道。

“这种膜必须承受氢气的压力，同时还要具有一定的弹性。此外，它需要能够在分离气体的同时保持高渗透性——也就是说，允许我们目标提取的气体（在这种情况下是氢气）大量通过，”这位科学家解释道。他们在实验室中实现了所有这些目标：“我们将对氢气的渗透性提高了 800% 以上，同时将膜的选择性分离能力提高了约 30%，”Maya 欣喜地表示。

此外，这项工作的亮点还在于为制造添加到膜中的多孔组件所选择的配方，它是利用一种被称为“机械化学（mechanochemistry）”的新型合成技术开发的，该技术能耗更低，也更具可持续性。“我们可以将传统上需要三天的合成工作在三个小时内完成，”Eva Maya 指出。

在石化工业中的巨大潜力

尽管该产品的规模化量产仍有待进一步验证，但这种新型化合物在石化工业中具有巨大的潜力，该行业正在寻求新的氢气提纯方法，以获取更多这种用于能源转型的关键气体。“我们的方法对于实际的工业应用非常有吸引力，因为它缩短了多孔填料的合成时间，减少了有毒溶剂的使用，从而最大限度地降低了危险废物的产生，”这位研究人员总结道。

参考资料： Sara Izquierdo, Nayara Méndez-Gil, Mohammad Afsar Uddin, Berta Gómez-Lor, Mar López-González, Eva M. Maya. Hexamethyltruxene-based hyper-crosslinked porous polymers as fillers in polysulfone membranes for H2 separation. Journal of Membrane Science.

DOI: https://doi.org/10.1016/j.memsci.2026.125159

翻译人：沈亚皓

来源：https://fuelcellsworks.com/2026/04/26/fuel-cells/researchers-design-membrane-that-increases-hydrogen-purification-efficiency-10x